【材料課件】第七章 澆注

1第七章 澆注第一節(jié) 靜態(tài)澆鑄第二節(jié)第二節(jié) 離心澆鑄離心澆鑄第三節(jié)第三節(jié) 流延澆鑄流延澆鑄第四節(jié)第四節(jié) 嵌注嵌注 搪鑄搪鑄 滾鑄滾鑄 澆鑄又稱鑄塑，它是借用金澆鑄又稱鑄塑，它是借用金屬澆鑄方法而來的，其法是將屬澆鑄方法而來的，其法是將已準(zhǔn)備好的澆鑄原料已準(zhǔn)備好的澆鑄原料,注入一定注入一定的模具中使其固化，并從而得的模具中使其固化，并從而得到與到與mgmg型腔相似的制品型腔相似的制品（靜（靜態(tài)澆鑄）如嵌鑄、離心、流延態(tài)澆鑄）如嵌鑄、離心、流延一搪塑、滾塑等。（在靜態(tài)澆一搪塑、滾塑等。（在靜態(tài)澆鑄基礎(chǔ)上發(fā)的）鑄基礎(chǔ)上發(fā)的）特點(diǎn)：優(yōu)特點(diǎn)：優(yōu) 對(duì)質(zhì)量和設(shè)備的對(duì)質(zhì)量和設(shè)備的 強(qiáng)棄要求低、投資小強(qiáng)棄要求低、投資小.產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力低、產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力低、質(zhì)量良好。質(zhì)量良好。易于生產(chǎn)大型制品易于生產(chǎn)大型制品 缺缺 成型周期長、制品尺成型周期長、制品尺寸準(zhǔn)確性較差。所以沒有較寸準(zhǔn)確性較差。所以沒有較大增長。大增長。第一節(jié) 靜態(tài)澆鑄 注射壓力保證質(zhì)量低一、原材料一、原材料 能夠用于表態(tài)澆鑄的能夠用于表態(tài)澆鑄的P品種種較多，但一般須品種種較多，但一般須滿足下列要求：滿足下列要求：1、澆鑄原料熔體或溶液的流動(dòng)性好，易充滿型腔。、澆鑄原料熔體或溶液的流動(dòng)性好，易充滿型腔。2、澆鑄成型的溫度應(yīng)等產(chǎn)品的熔點(diǎn)低。、澆鑄成型的溫度應(yīng)等產(chǎn)品的熔點(diǎn)低。3、原料在模具中固化時(shí)沒有低沸點(diǎn)物、原料在模具中固化時(shí)沒有低沸點(diǎn)物/氣體等副產(chǎn)氣體等副產(chǎn)物生成制品不易產(chǎn)生氣泡。物生成制品不易產(chǎn)生氣泡。4、澆鑄原料的化學(xué)變化，反應(yīng)的放熱及結(jié)晶，固、澆鑄原料的化學(xué)變化，反應(yīng)的放熱及結(jié)晶，固化等過程在反應(yīng)體系中能均勻分布且同時(shí)并行，化等過程在反應(yīng)體系中能均勻分布且同時(shí)并行，體積收縮小，不易使制品出現(xiàn)縮小或殘余應(yīng)力。體積收縮小，不易使制品出現(xiàn)縮小或殘余應(yīng)力。鑄塑時(shí)，已內(nèi)酰胺單體內(nèi)應(yīng)加入堿性催化劑和助催化劑的便它并行聚合反應(yīng)而成為聚已內(nèi)酷胺。下面我們就主要的品種作出簡單的下面我們就主要的品種作出簡單的介紹介紹。1 1、聚已內(nèi)酰胺、聚已內(nèi)酰胺 它的鑄塑制品又稱鑄型尼龍，單體澆鑄尼龍、它的鑄塑制品又稱鑄型尼龍，單體澆鑄尼龍、McMc尼龍制品是用單體已內(nèi)酰胺鑄成的。尼龍制品是用單體已內(nèi)酰胺鑄成的。性質(zhì)性質(zhì)：白色片狀晶體白色片狀晶體 熔熔點(diǎn)：點(diǎn)：69.2 69.2 沸點(diǎn)：沸點(diǎn)：266.9266.9 催化劑催化劑：NaoHNaoH（常用）（常用）助催化劑助催化劑（活化劑）種類（活化劑）種類變形式如：變形式如：R R和和RR為熔基碳為熔基碳?xì)滏I。氫鍵。使羰基極度化加強(qiáng)使羰基極度化加強(qiáng) 環(huán)氧樹脂的固化劑常用的有兩類：環(huán)氧樹脂的固化劑常用的有兩類：（1 1）胺類固化劑，多元胺類能使環(huán)氧樹脂在室溫下固化，）胺類固化劑，多元胺類能使環(huán)氧樹脂在室溫下固化，對(duì)生產(chǎn)大型對(duì)生產(chǎn)大型 鑄塑制品的工藝方便，但有些品種有較大的鑄塑制品的工藝方便，但有些品種有較大的毒性，常用的很多如：乙二胺、已二胺等。毒性，常用的很多如：乙二胺、已二胺等。（2 2）酸酐類固化劑：之類固化劑毒性較低但需在加熱的情）酸酐類固化劑：之類固化劑毒性較低但需在加熱的情況下才能使環(huán)氧樹脂固化，酸酐一般在室溫下為固體，況下才能使環(huán)氧樹脂固化，酸酐一般在室溫下為固體，配制時(shí)需求先磨細(xì)再加到已加熱的熔融的樹脂中，并充配制時(shí)需求先磨細(xì)再加到已加熱的熔融的樹脂中，并充分溫合均勻，且它受熱后易升華有濃烈的刺激味，對(duì)眼分溫合均勻，且它受熱后易升華有濃烈的刺激味，對(duì)眼睛和呼吸器官有刺激作用，常見如：順丁烯二酸酐，鄰睛和呼吸器官有刺激作用，常見如：順丁烯二酸酐，鄰苯二甲酸酐等。苯二甲酸酐等。通常使用的是雙酚通常使用的是雙酚A A型型環(huán)氧樹脂，之類環(huán)氧環(huán)氧樹脂，之類環(huán)氧樹脂由于沖擊韌性較樹脂由于沖擊韌性較差，耐熱性低。差，耐熱性低。2 2、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂3、聚甲基內(nèi)炳酸甲酯、聚甲基內(nèi)炳酸甲酯 是由甲基丙烯酸和甲醇聚合而成，聚合反應(yīng)是由甲基丙烯酸和甲醇聚合而成，聚合反應(yīng) 中，中，單體的轉(zhuǎn)化率達(dá)到單體的轉(zhuǎn)化率達(dá)到1440%時(shí)，粘度上升很快，發(fā)時(shí)，粘度上升很快，發(fā)生爆發(fā)性聚合（稱凝膠效應(yīng)），故一般均用單體與生爆發(fā)性聚合（稱凝膠效應(yīng)），故一般均用單體與聚合組成的漿狀物為原料進(jìn)行澆鑄。聚合組成的漿狀物為原料進(jìn)行澆鑄。聚合常用的引發(fā)劑為主氧化二苯甲酰（用量為聚合常用的引發(fā)劑為主氧化二苯甲酰（用量為單體量單體量的的0.020.12%）/偶氮二異丁腈（量偶氮二異丁腈（量0.020.05%）除以上幾種助劑外，澆鑄除以上幾種助劑外，澆鑄P還常加入各種填料。還常加入各種填料。如在已內(nèi)酰胺及環(huán)氧樹脂中加入石墨（耐磨如在已內(nèi)酰胺及環(huán)氧樹脂中加入石墨（耐磨5）/二二硫化鉬、金屬粉（硫化鉬、金屬粉（導(dǎo)熱性）各類增強(qiáng)纖維（導(dǎo)熱性）各類增強(qiáng)纖維（機(jī)械機(jī)械強(qiáng)度）強(qiáng)度）二、模具二、模具 靜態(tài)澆鑄的制品設(shè)計(jì)，在總的要求上和注靜態(tài)澆鑄的制品設(shè)計(jì)，在總的要求上和注射成型是相同的由于過程多在較低的壓力下進(jìn)射成型是相同的由于過程多在較低的壓力下進(jìn)行。行。材料有鑄鐵、鋼鋁合金、型砂、硅橡膠、材料有鑄鐵、鋼鋁合金、型砂、硅橡膠、P P、玻璃、水泥、石膏等。玻璃、水泥、石膏等。對(duì)于一些外形簡單的制品，模具一般只用對(duì)于一些外形簡單的制品，模具一般只用陰模（上部敝開）使用這類模具，模具的高度陰模（上部敝開）使用這類模具，模具的高度應(yīng)考慮有充分的余量，以便在制品脫模后進(jìn)行應(yīng)考慮有充分的余量，以便在制品脫模后進(jìn)行切削加工切削加工 選用時(shí)需視選用時(shí)需視P P品種、制品要求及所品種、制品要求及所需數(shù)量而定。如環(huán)氧需數(shù)量而定。如環(huán)氧P P在小批量生產(chǎn)時(shí)在小批量生產(chǎn)時(shí)可用石膏模，大量生產(chǎn)則用金屬模?？捎檬嗄＃罅可a(chǎn)則用金屬模。三、澆鑄工藝：有模具的準(zhǔn)備，原料的配制和澆鑄，三、澆鑄工藝：有模具的準(zhǔn)備，原料的配制和澆鑄，固化等幾個(gè)步驟。固化等幾個(gè)步驟。1 1、模具的準(zhǔn)備模具的準(zhǔn)備 1 1）模具應(yīng)清潔、干燥。）模具應(yīng)清潔、干燥。2 2）脫模劑選擇。）脫模劑選擇。2 2、澆鑄原料的配制：、澆鑄原料的配制：3 3、澆鑄及固化、澆鑄及固化 聚甲基丙烯酸甲酯：聚甲基丙烯酸甲酯：（配好）漿狀物注入模具（避免帶入氣泡）將模具封閉。（配好）漿狀物注入模具（避免帶入氣泡）將模具封閉。4 4、制品后處理、制品后處理 脫模劑選擇不當(dāng)將造成脫模困難以效損壞制品/模具。常用的脫模劑有礦物潤滑油、潤滑脂。如機(jī)油液體石蠟、黃色凡士林等。1）、澆鑄聚已丙酰胺是用已丙酰胺單體在矸性催化劑存在下加入助催化劑使之進(jìn)聚合而得。助催化劑有乙?；驯０?.4/2.6甲苯一異氰酸酯、碳酸二苯酯、二苯甲烷二異氰酸酯等已丙酰2）、環(huán)氧樹脂：澆鑄常用雙酸A型環(huán)氧樹脂常用固化劑B、加稀釋劑（為澆鑄液粘度）C、加增塑劑 配制過程中要注意三點(diǎn)：A、各組分完全混合均勻。B、排除其中的空氣和揮發(fā)物。C、控制好固化劑加入溫度。其加入溫度視其活性而定：活性大固化劑：乙二胺或二乙基三胺等（28321 1）、聚已內(nèi)酰胺：所得制品在機(jī)油中）、聚已內(nèi)酰胺：所得制品在機(jī)油中于于150160150160保溫保溫2h2h，與油一起冷卻，與油一起冷卻至室溫，再放入水中煮沸至室溫，再放入水中煮沸24h24h，再逐，再逐步冷卻至室溫以消除制品內(nèi)應(yīng)力，步冷卻至室溫以消除制品內(nèi)應(yīng)力，制品尺寸穩(wěn)定性。制品尺寸穩(wěn)定性。2 2）、環(huán)氧樹脂：脫模后制品可不徑處）、環(huán)氧樹脂：脫模后制品可不徑處理即可修整、檢驗(yàn)、包裝入庫。理即可修整、檢驗(yàn)、包裝入庫。3 3）、甲基丙烯酸甲酯：脫模后制品在）、甲基丙烯酸甲酯：脫模后制品在70807080下烘下烘34h34h，有時(shí)于消除，有時(shí)于消除制品內(nèi)應(yīng)力，制品內(nèi)應(yīng)力，制品表面抗裂性。制品表面抗裂性。2022-9-158第二節(jié)第二節(jié) 嵌鑄嵌鑄一、工藝過程一、工藝過程：1 1、干燥干燥：方法依次在：方法依次在30%30%、50%50%、80%80%、100%100%的甘油中浸泡一的甘油中浸泡一 天，用天，用吸水低吸干。吸水低吸干。原因原因：生物標(biāo)本帶有：生物標(biāo)本帶有水分，不干燥會(huì)使制品產(chǎn)生氣泡。，不干燥會(huì)使制品產(chǎn)生氣泡。2 2、表面潤濕：表面潤濕：原因：嵌件與樹脂粘合不牢原因：嵌件與樹脂粘合不牢/夾帶氣泡。夾帶氣泡。方法方法：嵌件在苯乙烯中潤濕一下。：嵌件在苯乙烯中潤濕一下。3 3、表面涂層表面涂層：原因：有的嵌件對(duì)樹脂硬化有阻礙作用。：原因：有的嵌件對(duì)樹脂硬化有阻礙作用。方法：方法：嵌件上涂層惰性物質(zhì)，如水玻璃、聚乙烯醇。嵌件上涂層惰性物質(zhì)，如水玻璃、聚乙烯醇。4 4、表面糙化：表面糙化：原因：金屬嵌件與原因：金屬嵌件與P P的熱膨脹系數(shù)相差大使用會(huì)因受熱的熱膨脹系數(shù)相差大使用會(huì)因受熱 而開裂而開裂/脫開。脫開。方法：方法：將嵌件與將嵌件與P P接觸部分進(jìn)行噴不少接觸部分進(jìn)行噴不少/粗砂打磨糙化，以提高兩者粗砂打磨糙化，以提高兩者粘結(jié)力。粘結(jié)力。5 5、藝嵌件固定：、藝嵌件固定：、生物標(biāo)本用釘子固定在模具上。、生物標(biāo)本用釘子固定在模具上。、分次澆鑄（固定在制品中部、分次澆鑄（固定在制品中部/規(guī)定位置）。規(guī)定位置）。6 6、澆鑄工藝：澆鑄工藝：熱固性塑料如酚醛、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等嵌鑄工藝與表態(tài)澆鑄法相同，但有機(jī)玻璃的嵌鑄一定要用預(yù)聚體否則會(huì)因大量的聚合熱無法逸散而引起爆聚，為此常采用在高壓釜內(nèi)惰性氣體下進(jìn)行聚合方法。例：有機(jī)玻璃嵌鑄一只蝴蝶。1、先用甲基內(nèi)烯酸甲酯與其懸浮聚合物以50：5030：70混合配制成漿狀的甲混合物。2、在另一容器中放入100份單體，+120份聚合物攪拌成乙漿狀物。3、將乙漿狀物倒入模具，放放蝴蝶；再倒入甲混合物于蝴蝶上；在表面貼上玻璃紙，靜置一夜。4、將mg放到高壓釜中（CO2、1Mpa、停止加熱、P1.3MPA）冷卻、卸壓、將模具從釜中取出，脫模即可。2022-9-159第三節(jié)第三節(jié) 離心澆鑄離心澆鑄 1 1、原料：熔體粘度小，熱穩(wěn)定性好的、原料：熔體粘度小，熱穩(wěn)定性好的P P都可進(jìn)行都可進(jìn)行離心澆鑄如聚酰胺、聚烯烴。離心澆鑄如聚酰胺、聚烯烴。2 2、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：、易于生產(chǎn)薄壁、易于生產(chǎn)薄壁/厚壁大型制品，、厚壁大型制品，、大型軸承。大型軸承。、制呂無內(nèi)應(yīng)力、制呂無內(nèi)應(yīng)力/內(nèi)應(yīng)力很低，外表面光滑，內(nèi)應(yīng)力很低，外表面光滑，內(nèi)內(nèi)P P不產(chǎn)生縮孔。不產(chǎn)生縮孔。、其制品精度比靜態(tài)澆鑄高、機(jī)械加工量小、其制品精度比靜態(tài)澆鑄高、機(jī)械加工量小、制品質(zhì)量好。制品質(zhì)量好。、力學(xué)強(qiáng)度也比靜態(tài)澆鑄高。、力學(xué)強(qiáng)度也比靜態(tài)澆鑄高。3 3、缺點(diǎn)：成型設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)周期長，難以成、缺點(diǎn)：成型設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)周期長，難以成型外形復(fù)雜精密制品。型外形復(fù)雜精密制品。l定義：是將液狀P澆入旋轉(zhuǎn)的模具中，在離心力的作用下使其充滿回轉(zhuǎn)形的模具，再使其固化定型而得到制品的一種方法。l此方法生產(chǎn)多為圓柱形/近似圓柱形的制品，如大型管材、軸套等，也用于齒輪滑輪、轉(zhuǎn)子和墊圈的生產(chǎn)。l設(shè)備：立式、臥式（根據(jù)制品形狀和尺寸）2022-9-1510第四節(jié)第四節(jié) 搪塑搪塑 1 1、定義：及用糊塑料制造空心軟制品（玩具）的、定義：及用糊塑料制造空心軟制品（玩具）的一種重要方法，又稱涂凝成型一種重要方法，又稱涂凝成型/模塑。模塑。2 2、方法：糊塑料、方法：糊塑料模具（預(yù)熱到一定模具（預(yù)熱到一定T T）模壁模壁P P因受熱而膠凝因受熱而膠凝倒出沒膠凝倒出沒膠凝PP熱處理（附在熱處理（附在mgmg上上P P）冷卻冷卻取出制品。取出制品。3 3、工藝：糊、工藝：糊P P（配制好，經(jīng)脫泡）注入（配制好，經(jīng)脫泡）注入預(yù)熱預(yù)熱mgmg（130130）整個(gè)內(nèi)整個(gè)內(nèi)P P均濕潤均濕潤避免氣泡避免氣泡灌滿灌滿停留停留15301530分鐘。分鐘。倒出糊倒出糊P P（12mm12mm厚的糊）厚的糊）將將mjmj送到送到160160的烘箱的烘箱1040min1040min取出取出mjmj冷水冷水或風(fēng)冷或風(fēng)冷8080以下冷卻（以下冷卻（12min12min）取出（抽真取出（抽真空）?？眨?。例：例：PVCPVC糊糊糊塑料在熱處理過程中的物理變化，糊糊塑料在熱處理過程中的物理變化，糊P P由懸浮體變?yōu)橹朴蓱腋◇w變?yōu)橹破返倪^程稱為熱處理分品的過程稱為熱處理分“膠凝膠凝”“”“熔化熔化”2 2個(gè)階段。個(gè)階段。膠凝階段：是從糊膠凝階段：是從糊P P開始受熱到形成薄膜表現(xiàn)出一定力學(xué)開始受熱到形成薄膜表現(xiàn)出一定力學(xué)強(qiáng)度這一階段。強(qiáng)度這一階段。、受熱受熱 P P不斷吸收分散劑并溶脹。不斷吸收分散劑并溶脹。、液體揮發(fā)、液體揮發(fā)加熱到更高的溫度加熱到更高的溫度無光易碎固無光易碎固體物料（膠凝終點(diǎn)）體物料（膠凝終點(diǎn)）T100T100熔化階段：糊熔化階段：糊P P在繼續(xù)加熱下，從在繼續(xù)加熱下，從發(fā)展到最佳性能的物發(fā)展到最佳性能的物理變化。理變化。、溶脹的、溶脹的P P顆粒粘合。顆粒粘合。開始熔融。開始熔融。、隨液體組分揮發(fā)，界面、隨液體組分揮發(fā)，界面消失消失 P P從顆粒從顆粒連繼連繼透明體透明體/半透明體（單一相）。半透明體（單一相）。、冷卻后仍保持這種狀態(tài)，且高力學(xué)強(qiáng)度。熔化終點(diǎn)、冷卻后仍保持這種狀態(tài)，且高力學(xué)強(qiáng)度。熔化終點(diǎn)的加熱的加熱T T控制在控制在175175左右。左右。第五節(jié)第五節(jié) 流延鑄塑流延鑄塑（一）、溶液配制：一）、溶液配制：1 1）、事先干燥）、事先干燥 含水量含水量1%1%2 2）二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、丁醇。）二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、丁醇。3 3）、增塑劑少量）、增塑劑少量 4 4）、混合器中配制經(jīng)過慮并在恒溫下（）、混合器中配制經(jīng)過慮并在恒溫下（3030）靜置）靜置8h8h。（二）、鑄塑（二）、鑄塑 設(shè)備：帶式流延機(jī)設(shè)備：帶式流延機(jī) 大型鍍銀金屬回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)鼓大型鍍銀金屬回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)鼓 溶液（配好）溶液（配好）流延嘴流延嘴開縫處開縫處流布流布有銹鋼帶上有銹鋼帶上 帶下吹熱風(fēng)（帶下吹熱風(fēng)（6565）干燥干燥剝離剝離干燥干燥 厚度：由轉(zhuǎn)厚度：由轉(zhuǎn)速，流延縫口距離決定。速，流延縫口距離決定。（三）、干燥（三）、干燥 方法：烘干法和熨湯法兩種。方法：烘干法和熨湯法兩種。烘干法：在烘房進(jìn)行，烘干法：在烘房進(jìn)行，T T隨薄膜前進(jìn)方向逐漸升高，然后隨薄膜前進(jìn)方向逐漸升高，然后由高溫由高溫低低 溫烘干后薄膜含揮發(fā)物溫烘干后薄膜含揮發(fā)物1%10mm810mm后，時(shí)間增加一倍。后，時(shí)間增加一倍。（4 4）模具材料影響）模具材料影響 如如205 =3.2m205 =3.2m的鎳制模具的鎳制模具與厚度為與厚度為614mm614mm的鉛模具相等加熱時(shí)間的鉛模具相等加熱時(shí)間h1h1比比h2h2少少（5 5）樹脂熔體粘度的影響）樹脂熔體粘度的影響 小樹脂易覆蓋在模具閃壁粘結(jié)小樹脂易覆蓋在模具閃壁粘結(jié) 在較短加熱在較短加熱周期內(nèi)即達(dá)最佳熔結(jié)狀態(tài)。周期內(nèi)即達(dá)最佳熔結(jié)狀態(tài)。大樹脂達(dá)到最佳粘結(jié)狀態(tài)的加熱周期與熔結(jié)大樹脂達(dá)到最佳粘結(jié)狀態(tài)的加熱周期與熔結(jié)過度以的加熱周期接近，要制最佳粘結(jié)的制品很困過度以的加熱周期接近，要制最佳粘結(jié)的制品很困難，薄壁制品尤其困難。難，薄壁制品尤其困難。3、冷卻溫度和時(shí)間、冷卻溫度和時(shí)間 冷卻不均勻冷卻不均勻 制品收縮不均制品收縮不均翹曲翹曲 4、模具自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度等、模具自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度等 公轉(zhuǎn)速度及速比非常重要公轉(zhuǎn)速度及速比非常重要的影響因素。的影響因素。自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)V不能太快不能太快 產(chǎn)生離心力會(huì)使物料飛出模腔，恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)生離心力會(huì)使物料飛出模腔，恰當(dāng)?shù)腣應(yīng)保證模具每轉(zhuǎn)一周就有一層料粘在模壁上。應(yīng)保證模具每轉(zhuǎn)一周就有一層料粘在模壁上。公轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)V 評(píng)價(jià)：2個(gè)字-作孽.10：最風(fēng)光卻內(nèi)心最煎熬的人-當(dāng)然是老板 有一幫子難對(duì)付的員工，有變化莫測的外部市場，還有剪不斷理還亂的內(nèi)部協(xié)調(diào)和管理，或許還有個(gè)別養(yǎng)在外面的金絲雀。